【正文】 選材，對產品成本、產品性能、產品質量、加工工藝性都有重要的影響。 幾種常用的板材介紹 鋼板1）冷軋薄鋼板冷軋薄鋼板是碳素結構鋼冷軋板的簡稱，它是由碳素結構鋼熱軋鋼帶，經(jīng)過進一步冷軋制成厚度小于4mm的鋼板。常用的牌號為低碳鋼08F和10鋼，具有良好的落料、折彎性能。?。常┻B續(xù)熱鍍鋅薄鋼板連續(xù)熱鍍鋅薄鋼板簡稱鍍鋅板或白鐵皮，~，鋼帶先通過火焰加熱的預熱爐，燒掉表面殘油，同時在表面生成氧化鐵膜，再進入含有HN2混合氣體的還原退火爐加熱到710~920℃，使氧化鐵膜還原成海綿鐵，表面活化和凈化了的帶鋼冷卻到稍高于熔鋅的溫度后，進入450~460℃的鋅鍋，利用氣刀控制鋅層表面厚度。與電鍍鋅板表面相比，其鍍層較厚，主要用于要求耐腐蝕性較強的鈑金件。覆鋁鋅板的耐腐蝕性來自鋁的障礙層保護功能，和鋅的犧牲性保護功能。上述2) 、3) 、4) 鋼板統(tǒng)稱為涂層鋼板，在國內通訊設備上廣泛采用，涂層鋼板加工后可以不再電鍍、油漆，切口不做特殊處理，便可直接使用，也可以進行特殊磷化處理，提高切口耐銹蝕的能力。5）不銹鋼板因為具有較強的耐腐蝕能力、良好的導電性能、強度較高等優(yōu)點，使用非常廣泛，但也要充分考慮它的缺點：材料價格很貴，是普通鍍鋅板的4倍；材料強度較高對數(shù)控沖床的刀具磨損較大一般不合適數(shù)控沖床上加工；不銹鋼板的壓鉚螺母要采用高強度的特種不銹鋼材料的壓鉚螺母，價格很貴；壓鉚螺母鉚接不牢固經(jīng)常需要再點焊；表面噴涂的附著力不高、質量不宜控制；材料回彈較大折彎和沖壓不易保證形狀和尺寸精度。防銹鋁3A21即為老牌號LF21，系AL—Mn合金，是應用最廣的一種防銹鋁。故常用冷加工方法來提高它的力學性能，在退火狀態(tài)下有高的塑性，在半冷作硬化時塑性尚好。防銹鋁5A02即為老牌號LF2系AL—Mg防銹鋁，與3A21相比，5A02強度較高，特別是具有較高的疲勞強度、塑性與耐蝕性高。合金在冷作硬化和半冷作硬化狀態(tài)下可切削性較好，退火狀態(tài)下可切削性不良，可拋光。硬鋁和超硬鋁比一般的鋁合金具有更高的強度和硬度，可以作為一些面板類的材料，但是塑性較差，不能進行折彎，折彎會造成外圓角部位有裂縫或者開裂。黃銅H62，屬高鋅黃銅，具有較高的強度和優(yōu)良的冷、熱加工性，易用于進行各種形式的壓力加工和切削加工。 材料對鈑金加工工藝的影響 鈑金加工主要有三種：沖裁、彎曲、拉伸，不同的加工工藝對板材有不同要求，鈑金的選材也應該根據(jù)產品的大致形狀和加工工藝考慮板材的選擇。軟材料（如純鋁、防銹鋁、黃銅、紫銅、低碳鋼等）具有良好的沖裁性能，沖裁后可獲得斷面光滑和傾斜度很小的制件； 硬材料（如高碳鋼、不銹鋼、硬鋁、超硬鋁等）沖裁后質量不好，斷面不平度大，對厚板料尤為嚴重。 材料對彎曲加工的影響需要彎曲成形的板材，應有足夠的塑性、較低的屈服極限。含碳量＜%的低碳鋼、黃銅和鋁等塑性好的材料容易彎曲成形；脆性較大的的材料，如磷青銅（～）、彈簧鋼（65Mn）、硬鋁、超硬鋁等，彎曲時必須具有較大的相對彎曲半徑（r/t），否則在彎曲過程中易發(fā)生開裂。 材料對拉伸加工的影響板材的拉伸，特別是深拉伸，是鈑金加工工藝中較難的一種，不僅要求拉伸的深度盡量小，形狀盡可能簡單、圓滑過渡，還要求材料有較好的塑性，否則，非常容易引起零件整體扭曲變形、局部打皺、甚至拉伸部位拉裂。板厚方向性系數(shù)1時，寬度方向上的變形比厚度方向上的變形容易。常見的拉伸性能較好的材料有：純鋁鈑、08Al，ST1SPCD。對于同一種基材的材料，通過熱處理、合金化能大幅提高材料的強度和硬度，但對剛度的改變很小，提高零件的剛度，只有通過變換材料、改變零件的形狀，才能達到一定的效果，不同材料的彈性模量和剪切模量參見表12。冷軋鋼板鍍藍鋅好好好好好一般較好冷軋鋼板鍍彩鋅27好好好好好一般好連續(xù)電鍍鋅鋼板26好好好好好一般最差熱鍍鋅鋼板26好好好好好一般較差覆鋁鋅板23好好好好好一般差不銹鋼60差好一般差很差差好防銹鋁板46一般極差好好好一般好硬鋁、超硬鋁板46一般極差極差好好一般好T2銅板好極差好好好一般好黃銅板好極差好好好一般好注: 1，表中的數(shù)據(jù)與材料具體的牌號和廠家均有關系，僅作為定性參考之用。 沖孔和落料： 沖孔和落料的常用方式 數(shù)控沖沖孔和落料：數(shù)控沖沖孔和落料，就是利用在數(shù)控沖床上的單片機預先輸入對鈑金零件的加工程序（尺寸，加工路徑，加工工具等等信息），使數(shù)控沖床采用各種刀具，通過豐富的NC指令可以實現(xiàn)各種各樣的沖孔、切邊、成形等形式的加工。特點：速度快，省模具?；旧夏軌驖M足樣品下料生產中的需要。數(shù)控沖一般適合沖裁T=～4mm以下的低碳鋼、電解板、覆鋁鋅板、鋁板、銅板、T=3mm以下的不銹鋼板，推薦的數(shù)控沖床加工的板料厚度為：～，～，～。沖壓時用的刀具直徑和寬度必須大于料厚，.。(當然，~，但對刀具磨損大，現(xiàn)場加工出現(xiàn)的廢品率的幾率比其它GI等材料要高的多。數(shù)控沖的尺寸要規(guī)格化，如圓孔，六邊形孔、。 冷沖模沖孔和落料：對產量較大，尺寸不太大的零件進行沖孔落料，為提高生產效率，而專門開的鈑金沖壓模具。凹模一般有：壓入式，鑲拼式等。最常見的沖模有：沖裁模（主要有：開式落料模，閉式落料模，沖孔落料復合模，開式?jīng)_孔落料連續(xù)模，閉式?jīng)_孔落料連續(xù)模），彎曲模，壓延模。所以對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結構件，加工廠一般開冷沖模加工，在結構設計時就要考慮按開冷沖模加工的工藝特點設計。 密孔沖沖孔：密孔沖可以視為數(shù)控沖的一種，對于有大量密孔的零件，為提高沖孔效率，精度等，專門開可一次沖大量密孔的沖孔模對工件進行加工。見圖11所示。比一個一個的沖孔，大大的提高效率。4）采用錯位排布兩行孔數(shù)不等時，必須滿足兩個要求，1，孔距較大，兩孔的邊緣距離大于2t（t為材料厚度）；2，總排數(shù)應該為偶數(shù)排，如圖12所示； 圖 12 密孔錯位排布示意圖5）如果密孔的孔距很小，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)?？梢钥闯?，每排孔的數(shù)量必須為為偶數(shù)。圖 13 密孔模圖11 a的密孔?？稍O計成如圖14所示。圖 15 密孔模設計密孔的排布時盡量按照上述要求設計，并且連續(xù)和有一定的規(guī)律性，便于開密孔模具，降低沖壓成本，否則只能采用數(shù)沖或開很多套模具來完成加工。圖f，如果用密孔模加工，也需要用其它補加工方法才能完成，即使開落料模，也需要多副沖孔模完成，工藝性很差。 特點：切割形狀多樣化，切割速度比線切割快，熱影響區(qū)小，材料不會變形，切口細，精度及質量高，噪聲小，無刀具磨損，無需考慮切割材料的硬度，可加工大型，形狀復雜及其它方法難以加工的零件。一般只適合單件和小批量加工。鋁板及銅板一般不能用，因為材料傳熱太快，造成切口周圍融化，不能保證加工精度及質量。 線切割：線切割是把工件和電極絲（鉬絲，銅絲）各作為一極，并保持一定距離，在有足夠高的電壓時形成火花隙，對工件進行電蝕切割的加工方法，切除的材料由工作液帶走。一般用于模具加工，不用作加工生產用零件。 常用的三種落料和沖孔方法的特點對比表14常見三種沖孔和落料加工特點比較 注：以下數(shù)據(jù)為冷軋鋼板的數(shù)據(jù)。≧t方孔小邊W≧t長槽寬W≧t沖圓孔216。177。加工范圍2000X13502000X1350外觀效果外緣光滑，切割端面有一層氧化皮毛邊大，且有帶料毛邊少量毛邊曲線效果光滑，形狀多變毛邊大，形狀規(guī)范；光滑，形狀多變加工速度切割外圓快沖制密孔快最快加工文字刻蝕，較淺，尺寸不受限制沖壓凹形文字，符號較深；尺寸受模具限制沖壓，凹形文字，符號，較深；尺寸受模具限制成形不能凹點，沉(沉)孔，小型拉伸等均可可實現(xiàn)較復雜的形狀加工費用較高低低 沖孔落料的工藝性設計 排布的工藝性設計大批量及中批量生產，零件的材料費用占較大的比重，對材料的充分和有效利用，是鈑金生產的一項重要經(jīng)濟指標。圖 17 無廢料排布有些零件形狀略加改變，就可以大大節(jié)約材料。 圖 18 略改設計的省料排部 沖裁件的工藝性對于數(shù)控沖床加工外圓角，需要專用的外圓刀具，為了減少外圓刀具，如圖19所示本手冊規(guī)范外圓角為：1） ，、r10，2） ，： 圖 19 沖裁件的外圓角沖孔優(yōu)先選用圓形孔，圓孔應按照《鈑金模具手冊》中規(guī)定的系列圓孔選取，這樣可以減少圓孔刀具的數(shù)量，減少數(shù)控沖床換刀時間。在設計時孔的最小直徑不應小于下表15所示的數(shù)值。 圖 113 在拉深件上沖孔 沖裁件的加工精度圖 114 沖裁件孔中心距的公差圖114沖裁件孔中心距的公差： 表17 孔中心距的公差表 單位：mm材料厚度普通沖孔精度高級沖孔精度公稱尺寸L公稱尺寸L5050～150150～3005050～150150～3001177。177。177。1～2177。177。177。2～4177。177。177。4～6177。177。177。注：使用本表數(shù)值時所有孔應是一次沖出的。2）沖壓件的孔位尺寸基準，應盡可能選擇在沖壓過程中自始至終不參加變形的面或線上，且不要與參加變形的部位聯(lián)系起來。表18 孔中心與邊緣距離的公差表材料厚度尺寸b≤5050b≤120120b≤220220b≤3602177。177?！?～4177。177。4177。177。注：本表適應于落料后才進行沖孔的情況。二次切割就是拉伸特征對材料有擠料變形現(xiàn)象、折彎變形較大時，加大落料，先成型，再補割孔或外形輪廓，以達到去除預留材料，獲得完整正確結構尺寸。以沉孔為例說明，如圖116所示。如將板材彎成V形，U形等。目前公司產品的折彎主要采用折彎機加工。 模具折彎：對于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的結構件（一般情況為300X300），加工廠家一般考慮開沖壓模具加工。圖 117 專用的成形模具過小的彎邊高度，即使用折彎模具也不利于成形，一般彎邊高度L≥3t（包括壁厚）。但是，其高度H不能太高，一般應該在（0～）t ，如果高度為（～）t，要根據(jù)實際情況考慮使用加卸料結構的模具形式。如果高度H尺寸很大，就要考慮在折彎機上折彎。由于精度要求較高，折彎形狀不規(guī)則，通信設備的鈑金折彎一般用數(shù)控折彎機折彎，其基本原理就是利用折彎機的折彎刀(上模)、V形槽(下模)，對鈑金件進行折彎和成形。 成形基本原理成形基本原理如圖119所示：圖 119 成形基本原理1） 折彎刀（上模）折彎刀的形式如圖120所示，加工時主要是根據(jù)工件的形狀需要選用，一般加工廠家的折彎刀形狀較多，特別是專業(yè)化程度很高的廠家，為了加工各種復雜的折彎，定做很多形狀、規(guī)格的折彎刀。影響折彎加工的因素有許多，主要有上模圓弧半徑、材質、料厚、下模強度、下模的?？诔叽绲纫蛩亍Ｒ妶D120左邊為上模，右邊為下模。目前的外協(xié)廠見到的折彎形式一般都是如圖121所示。折彎半徑太小容易造成折彎處開裂，折彎半徑太大又使折彎易反彈。上表中的數(shù)據(jù)為優(yōu)選的數(shù)據(jù)，僅供參考之用。對于普通的低碳鋼鋼板、防銹鋁板、黃銅板、紫銅板等， 都是沒有問題的，但對于一些高碳鋼、硬鋁、超硬鋁，這種折彎圓角就會導致折彎斷裂，或者外圓角開裂。2) 回彈角的大小單角90 o自由彎曲時的回彈角見表110。1， 材料的力學性能 回彈角的大小與材料的的屈服點成正比，與彈性模量E成反比。2， 相對彎曲半徑r/t 越大，則表示變形程度越小，回彈角Δα就越大。特別是注意應該盡可能避免設計大圓弧，如圖123所示，這樣的大圓弧對生產和質量控制有較大的難度：圖 123 鈑金的圓弧太大 一次折彎的最小折彎邊的計算 L形折彎的折彎時的起始狀態(tài)如圖124所示: 圖 124 L形折彎的折彎這里很重要的一個參數(shù)是下?？诘膶挾菳。小于該數(shù)值時， ， 最小?？趯挾群筒牧虾穸鹊年P系為. ①為最小模寬， T為材料厚度， 計算最小?？趯挾葧rK=: 4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，25 根據(jù)上面的關系式就可以確定不同的料厚在折彎時所需下模?？趯挾鹊淖钚≈? ， B=6*=9 對照上面的模寬系列可以選擇?？趯挾葹?0mm（或8mm），結合上面的最小?？趯挾?，得到最短折彎邊的計算公式為②：（見圖125所示） （參考） ②為最短折彎邊，為最小模口寬，Δ為板材的折彎系數(shù)。 當V形折彎是折彎銳角時。 Z形折彎的最小折彎高度 Z形折彎的折彎時的起始狀態(tài)如圖126所示：Z形折彎和L形折彎的工藝非常相似，也存在著最小折彎邊問題，由于受下模的結構限制，Z形折彎的最短邊比L形折彎時還要大，Z形折彎最小邊的計算公式為： + +T ③ 為最短折彎邊，為最小模寬，Δ為板材的折彎系數(shù) ，T為料厚，為下模?？诘竭叺慕Y構尺寸，一般大于5mm。 圖 127 折彎的干涉鈑金折彎的干涉問題，不涉及到太多的技術，只要了解一下折彎模的形狀和尺寸，在結構設計時注意避開折